設(shè)備管理發(fā)電廠和變電站的主設(shè)備及主系統(tǒng)

4發(fā)電廠和變電站的主設(shè)備及主系統(tǒng)1.在發(fā)電廠和變電站中，根據(jù)電能生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換和分配的過(guò)程，有各種電氣設(shè)備：1）生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備（發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)）2）開關(guān)電器設(shè)備（斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器）3）限制故障電流和防御過(guò)電壓的電器（電抗器、避雷器）4）載流導(dǎo)體（母線、電纜）5）接地裝置（分為工作接地、保護(hù)接地和防雷接地）6）互感器（CT、PT）7）繼電保護(hù)裝置8）直流設(shè)備（直流發(fā)電機(jī)組、蓄電池）

有些變電站還裝有調(diào)整電壓和無(wú)功功率的電力電容器、靜止補(bǔ)償裝置或調(diào)相機(jī)。本章的三個(gè)內(nèi)容：電氣設(shè)備、電氣主接線以及配電裝置

2.

發(fā)電廠和變電站的電氣主接線，是由多種一次設(shè)備組成的接受和分配電能的電路，又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。

電氣設(shè)備也可分為一次設(shè)備和二次設(shè)備：1）一次設(shè)備是直接生產(chǎn)和輸送電能的設(shè)備（一次系統(tǒng)中的設(shè)備），如發(fā)電機(jī)、變壓器、開關(guān)電器、載流導(dǎo)體、避雷器、互感器等。2）二次設(shè)備是對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行測(cè)量、監(jiān)視和操作控制的設(shè)備（二次系統(tǒng)中的設(shè)備），如繼電器、儀表及自動(dòng)裝置。3.

配電裝置是用來(lái)接受和分配電能的電氣裝置。按主接線的要求，由開關(guān)設(shè)備、保護(hù)和測(cè)量電器、母線裝置和必要的輔助設(shè)備構(gòu)成，是發(fā)電廠和變電站的重要組成部分。4.2高壓斷路器具有足夠的開斷能力和盡可能短的動(dòng)作時(shí)間，并且要有高度的工作可靠性。斷路器最重要的任務(wù)就是熄滅電弧。在開關(guān)電器中廣泛采用的滅弧方法主要有：1）利用氣體或油吹滅電?。ɡ鋮s電?。?）采用多斷口（每相有兩個(gè)或多個(gè)串聯(lián)的斷口，這樣每個(gè)斷口的電壓降低，拉長(zhǎng)了電弧，容易熄滅）3）在斷路器斷口兩端并聯(lián)電阻基本類型（按照斷路器中所充介質(zhì)來(lái)分）：油斷路器、壓縮空氣斷路器、真空斷路器、SF6斷路器

電氣設(shè)備4.3隔離開關(guān)

與斷路器的不同之處在于沒有滅弧裝置，用于電路的連通或斷開，一般必須在電路已被斷路器斷開的情況下才能操作。

主要用途是保證高壓裝置中檢修工作的安全，在需要檢修的部分和其它帶電部分之間形成一個(gè)可靠且明顯的斷開點(diǎn)；還可用來(lái)進(jìn)行電路的切換操作（對(duì)于電流較小的電路，例如經(jīng)常見到的簡(jiǎn)單的開關(guān)、閘刀等）。電氣設(shè)備4.6互感器互感器包括電流互感器（CT）和電壓互感器（PT），聯(lián)絡(luò)一次和二次系統(tǒng)間的元件，主要用途是：1）將測(cè)量?jī)x表、保護(hù)電器與高壓電路隔離，保證二次設(shè)備和工作人員的安全2）將一次回路的高電壓和大電流轉(zhuǎn)化成二次回路的低電壓和小電流，使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化。電壓互感器二次側(cè)額定電壓為100V，或100/根3V；電流互感器二次側(cè)額定電流為5A或1A，以便選用監(jiān)測(cè)設(shè)備。電氣設(shè)備

電氣設(shè)備—4.7互感器電流互感器(CurrentTransformer,即CT)電流互感器(CurrentTransformer,即CT)：

廣泛應(yīng)用的是電磁式電流互感器，一次繞組（匝數(shù)較少，流過(guò)的電流即為被測(cè)電路的負(fù)荷電流）串聯(lián)在被測(cè)電路中，二次繞組接儀表與繼電器（正常情況下，近于短路狀態(tài)下運(yùn)行）。

工作原理類似變壓器。不同的是變壓器鐵心內(nèi)的交變主磁通是由一次線圈兩端交流電壓產(chǎn)生的，而CT是由一次繞組內(nèi)電流產(chǎn)生。額定互感比：一、二次額定電流之比，還可近似表示為二、一次匝數(shù)之比。根據(jù)是一、二次側(cè)的電流乘匝數(shù)的值應(yīng)該相等。（因此，為了把大電流轉(zhuǎn)換到小電流用于測(cè)量或者保護(hù)，一次側(cè)匝數(shù)較少，而二次側(cè)匝數(shù)多。）

電氣設(shè)備—4.6互感器電流互感器誤差來(lái)源：CT本身存在激磁損耗和磁飽和等影響，使測(cè)得的電流在數(shù)值和相位上都和理想情況有差異。電流誤差：二次電流乘以變比所得值與一次電流之差對(duì)于一次電流的百分?jǐn)?shù)，指的是電流幅值上的誤差。角度誤差（也叫角差）：二次電流旋轉(zhuǎn)180度后與一次電流的夾角。4.6互感器——CT電流互感器誤差影響因素：1）一次電流的影響2）二次負(fù)荷阻抗的影響電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)：4.6互感器——CT準(zhǔn)確級(jí)：在一定的二次負(fù)荷和額定電流時(shí)的最大容許誤差。參見表4-1，我國(guó)CT準(zhǔn)確級(jí)的誤差限值，準(zhǔn)確級(jí)是按照在額定電流附近工作時(shí)的允許電流誤差的大小來(lái)取值的。電流互感器的分類：1）測(cè)量用：要求有較高的精度（0.5~1級(jí)），而當(dāng)其通過(guò)故障電流時(shí)希望CT過(guò)早飽和，避免儀表受到短路電流的損害。2）繼電保護(hù)用：在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)工作。準(zhǔn)確級(jí)常用的有5P（對(duì)應(yīng)1級(jí)）和10P（對(duì)應(yīng)3級(jí)）4.6互感器——CT電流互感器的額定容量：額定容量：二次繞組在額定電流和額定阻抗時(shí)輸出的容量。CT使用在不同的準(zhǔn)確級(jí)時(shí)，對(duì)應(yīng)不同的額定容量。為了保證CT的準(zhǔn)確級(jí)，二次側(cè)所接負(fù)荷應(yīng)不大于該準(zhǔn)確級(jí)所規(guī)定的額定容量。電流互感器的接線：一次側(cè)串聯(lián)在被測(cè)電路中；二次側(cè)接測(cè)量?jī)x表、繼電器及各種自動(dòng)裝置的電流線圈。電流互互感器器使用用的注注意事事項(xiàng)：：4.6互感器器——CT1）二次次回路路不準(zhǔn)準(zhǔn)開路路：當(dāng)CT在運(yùn)行行中需需拆除除連接接的儀儀表時(shí)時(shí)，必必須先先短接接其二二次繞繞組。。開路危危害：：二次感感應(yīng)很很高的的電動(dòng)動(dòng)勢(shì)危危及工工作人人員安安全及及設(shè)備備的絕絕緣；；鐵心心損耗耗增大大發(fā)熱熱，導(dǎo)導(dǎo)致互互感器器損壞壞；鐵鐵心剩剩磁使使以后后的測(cè)測(cè)量誤誤差增增大2）聯(lián)接接注意意極性性規(guī)定定：電流互互感器器使用用的注注意事事項(xiàng)：：同名端端：兩個(gè)端端子上上同時(shí)時(shí)達(dá)到到最高高電位位或最最低電電位，，表示示為：：當(dāng)從一一次繞繞組L1注入電電流時(shí)時(shí)，二二次繞繞組感感應(yīng)的的電流流從K2流向K1，二者者的電電流方方法相相反。。這被被稱為為減極極性。。采用減減極性性標(biāo)號(hào)號(hào)法后后，經(jīng)經(jīng)CT接入入的的儀儀表表內(nèi)內(nèi)流流過(guò)過(guò)的的電電流流方方向向?qū)⑴c與把把儀儀表表直直接接接接入入一一次次電電路路時(shí)時(shí)相相同同。。3）二二次次繞繞組組及及外外殼殼可可靠靠接接地地：：保證證設(shè)設(shè)備備、、人人身身安安全全的的重重要要措措施施，，可可防防止止一一次次繞繞組組擊擊穿穿后后，，高高電電壓壓傳傳到到二二次次側(cè)側(cè)。。電流流互互感感器器使使用用的的注注意意事事項(xiàng)項(xiàng)：：電壓互感感器(PotentialTransformer,即PT)電氣設(shè)備備—4.7電壓互感感器2.電壓互感感器(PotentialTransformer,即PT)：廣泛應(yīng)用用的是電電磁式和和電容分分壓式電電壓互感感器。一一次繞組組并聯(lián)在在被測(cè)電電路中（（匝數(shù)較較多，阻阻抗很大大，因此此接入對(duì)對(duì)被測(cè)電電路沒有有影響）），二次次繞組接接儀表與與繼電器器（電壓壓線圈的的阻抗很很大，因因此PT在近似空空載下運(yùn)運(yùn)行）。。工工作原理理類似變變壓器，，但容量量較小。。電氣設(shè)備備—4.7電壓互感感器電壓互感感器誤差差：電壓誤差差：二次電壓壓乘以額額定互感感比所得得值與一一次電壓壓實(shí)際值值之差對(duì)對(duì)于一次次電壓的的百分?jǐn)?shù)數(shù)，指的的是電壓壓幅值上上的誤差差。對(duì)測(cè)量?jī)x儀表的指指示和繼繼電器的的輸入值值有直接接影響。。角度誤差差（也叫叫角差））：二次電壓壓相量旋旋轉(zhuǎn)180度后與一一次電壓壓相量的夾角。。只是給功功率型的的測(cè)量?jī)x儀表和繼繼電器帶帶來(lái)誤差差。電壓互感感器誤差差影響因因素：1）激磁阻阻抗的影影響2）二次負(fù)負(fù)荷阻抗抗的影響響電壓互感感器的準(zhǔn)準(zhǔn)確級(jí)：：電氣設(shè)備備—4.7電壓互感感器電壓互感感器的分分類：電壓互感器電磁式PT電容式PT按安裝地點(diǎn)戶內(nèi)式（35kV以下）戶外式（35kV以上）相當(dāng)于一個(gè)電容分壓器。廣泛應(yīng)用于110～500kV中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)按相數(shù)單相式（35kV及以上）三相式（2kV以下）按絕緣澆注式（3～35kV）油浸式（110kV及以上）電氣設(shè)備備—4.7電壓互感感器電氣設(shè)備備—4.7電壓互感感器電壓互感感器的接接線方式式：20kV以下中性性點(diǎn)不接接地或經(jīng)經(jīng)消弧線線圈接地地系統(tǒng)，，只能測(cè)測(cè)量線電電壓只能測(cè)量量線電壓壓35～330kV3～15kV電壓互感感器接線線的注意意事項(xiàng)：：1）二次繞繞組必須須有一點(diǎn)點(diǎn)接地（（保護(hù)接接地）：：電壓互感感器的一一次線圈圈接于高高壓系統(tǒng)統(tǒng)，如果果在運(yùn)行行中，電電壓互感感器的絕絕緣發(fā)生生擊穿，，高電壓壓將竄入入二次回回路，這這時(shí)除損損壞二次次設(shè)備還還會(huì)威脅脅到電氣氣運(yùn)行人人員的人人身安全全。因此此，為了了保障二二次設(shè)備備和人身身安全，，要求電電壓互感感器的二二次回路路有一點(diǎn)點(diǎn)接地。。2）正確確定同同名端3）二次繞組不不能短路電氣設(shè)備—4.7電壓互感器4.8電氣主接線電氣主接線：：由高壓電器設(shè)設(shè)備通過(guò)連接接線組成的匯匯集、分配和和輸送電能的的電路，也稱稱為一次接線線或電氣主系系統(tǒng)。是電力系統(tǒng)的的一個(gè)子系統(tǒng)統(tǒng)，其作用是是將電源發(fā)出出的電能通過(guò)過(guò)變壓器將電電壓升高（或或降低），再再通過(guò)不同的的接線方式輸輸送給用戶或或下級(jí)變電所所。電氣主接線圖圖：將電路中各種種電氣設(shè)備用用規(guī)定的文字字符號(hào)和圖形形符號(hào)繪制的的單線接線圖圖。4.8電氣主接線對(duì)電氣主接線線的基本要求求：對(duì)電氣設(shè)備選選擇、配電裝裝置的布置及及運(yùn)行的可靠靠性和經(jīng)濟(jì)性性等都有重大大的影響，應(yīng)應(yīng)滿足以下五五個(gè)方面的要要求：1）保證供電可可靠性和電能能質(zhì)量；2）具有一定的的靈活性，適適應(yīng)各種運(yùn)行行狀態(tài)；3）接線簡(jiǎn)單明明了；4）投資和運(yùn)行行費(fèi)的經(jīng)濟(jì)性性；5）留有發(fā)展的的余地。4.8電氣主接線電氣主接線的的基本接線形形式：發(fā)電廠和變電電站主接線的的基本環(huán)節(jié)是電電源和出線，，母線是聯(lián)接接二者的中間間環(huán)節(jié)，起到匯集和和分配電能的的作用。采用母線的優(yōu)優(yōu)缺點(diǎn)：可使使接線簡(jiǎn)單明明了、運(yùn)行方方便，有利于于安裝和擴(kuò)建建，但配電裝裝置占地面積積大，使用的的開關(guān)電器多多。無(wú)匯流母線的的接線的優(yōu)缺缺點(diǎn)：使用開開關(guān)電器少，，占地面積小小，適于進(jìn)出出線回路少的的場(chǎng)所。據(jù)此，主接線線的基本形式式可以概括的的分為兩大類類：有匯流母線的接線形式和和無(wú)匯流母線的接線形式。。當(dāng)然這兩大大類里面又可可細(xì)分，分別別進(jìn)行介紹。。有匯流母線的的接線：1）單母線接接線(只有一臺(tái)發(fā)電電機(jī)或主變，，出線回路數(shù)數(shù)不多的中、、小型發(fā)電廠廠或變電站)4.8電氣主接線——電氣主接線的的基本接線形形式運(yùn)行操作時(shí)的的順序（操作作對(duì)象為最右邊的的線路）：1）送電時(shí)：先合上隔離開開關(guān)K1、K2和K3，然后再閉合合斷路器D1和D22）斷電時(shí)：先跳開斷路器器D1和D2，然后再拉開開隔離開關(guān)K1、K2和K3。優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰晰，每一進(jìn)出出線回路各自自連接一組斷斷路器和隔離離開關(guān)，互不不影響；正常常運(yùn)行操作由由斷路器進(jìn)行行，易于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)自動(dòng)化、遠(yuǎn)遠(yuǎn)動(dòng)化；保護(hù)護(hù)簡(jiǎn)單；占地地面積??；便便于維護(hù)、檢檢修；易于實(shí)實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值班，少少人值守”。缺點(diǎn)：當(dāng)母線、母線線隔離開關(guān)故故障或檢修時(shí)時(shí)，必須斷開開接在母線上上的全部電源源。此外，在在檢修出線斷斷路器時(shí)，該該回路必須停停止工作2）單母線分段接接線(中小容量發(fā)電電廠的6～10kV接線和6～220kV變電站)4.8電氣主接線線——電氣主接線線的基本接接線形式優(yōu)點(diǎn)：母線及母線線所連接的的設(shè)備檢修修或故障，，只影響一一段母線及及所連接的的回路停電電，可靠